JP5857536B2 - レンズ鏡筒のセンサ取付構造 - Google Patents

Description

本発明は、レンズ交換式カメラに用いるレンズ鏡筒のセンサ取付構造に関する。

レンズ交換式カメラの小型化が進んでおり、これに伴い、レンズ鏡筒の小型化も進んでいる。通常、レンズ鏡筒内に設けられている撮影光学系を構成するレンズ群のうち、焦点調節に寄与するレンズ群を保持するレンズ支持枠は、レンズ鏡筒本体の内周側に、かつ光軸方向に移動可能に設けられており、レンズ支持枠を移動させることにより撮影光学系を介して入射する光束の焦点位置を変化させる。レンズ支持枠を撮影光学系による被写体像がカメラの撮像面に結像する位置に移動させるためには、カム環等の回転枠を鏡筒本体の内周側または外周側に回転可能に設け、鏡筒本体に対して回転枠を回転駆動させることにより、レンズ支持枠を光軸方向に移動させる。

このようなレンズ鏡筒において、手動操作により回転させた回転枠の回転量及び回転方向を検出するために、鏡筒本体に回転検出センサを設け、鏡筒本体の内周側に収容された回転枠の回転量と回転方向を検出することが知られている（特許文献１参照）。

国際公開第２００９／０２８１４０号パンフレット

しかしながら、このようなレンズ鏡筒では、回転検出センサの固定位置がレンズ鏡筒の外形に影響を与え、鏡筒本体と回転枠の全周で回転検出センサを支持する形状となるため、レンズ鏡筒の更なる小径化は難しかった。

本発明は、回転検出センサの固定位置がレンズ鏡筒の外形に影響を与えることなく、レンズ鏡筒の小径化を図ることを課題としている。

本発明に係るレンズ鏡筒のセンサ取付構造は、レンズを保持する鏡筒本体と、鏡筒本体の外周側に配置され、鏡筒本体に対して周方向に回転可能に保持される操作環と、鏡筒本体の外周面に設けられ、操作環の操作状態を検知する検出センサと、検出センサを支持するセンサ支持部材とを備え、センサ支持部材は、鏡筒本体の外周面の円周方向において、検出センサが配置される円弧領域のみに設けられた円弧状の部材であり、検出センサを操作環の内周面に対向するように支持することを特徴とする。

本発明によれば、鏡筒本体の外周面の円周方向に円弧状のセンサ支持部材を設けることにより、レンズ鏡筒を径方向に小径化が図れる。また、センサ支持部材が、検出センサを操作環の内周面に対向するように支持することにより、組立が容易となる。

回転検出センサを鏡筒本体に安定して固定させるために、センサ支持部材は、検出センサが嵌合される第１のセンサ支持部材と、第１のセンサ支持部材に嵌合されることにより、鏡筒本体の外周面から操作環の内周面に向けて検出センサを付勢する第２のセンサ支持部材を備えることを好ましい。

回転検出センサの鏡筒本体への固定を安定させるために、検出センサはフレキシブル基板に接着されており、第１のセンサ支持部材と第２のセンサ支持部材は、フレキシブル基板を挟持することが好ましい。

鏡筒本体の外周面から被検出部の内周側端部までの距離をｈ１、鏡筒本体の外周面から検出センサの上端部までの距離をｈ２、鏡筒本体の外周面から第１のセンサ支持部材の内周側底部までの距離をｈ３としたときに、ｈ１＞ｈ２＞ｈ３の関係となることが好ましい。

検出センサはフォトインタラプタであり、操作環の内周に等間隔で複数個形成された凸片状の被検出部の通過を検知することにより操作環の回転方向と回転量を検知しても構わない。

操作環は焦点調節のために手動操作されるフォーカスリングであり、フォトインタラプタによって検出される操作環の回転方向および回転量に応じてレンズが光軸方向に直進案内されることが好ましい。

本発明によれば、レンズ鏡筒を径方向に小径化を図ることができると共に、組立が容易となる。

本発明の実施形態に係るレンズ鏡筒の固定環側から見た外観斜視図である。 本発明の実施形態に係るレンズ鏡筒のバヨネット側から見た外観斜視図である。 本発明の実施形態に係るレンズ鏡筒の固定環の正面図である。 本発明の実施形態に係るレンズ鏡筒の前飾板、固定環及びレンズを取り外した状態でのIV−IV線断面図である。 図４において、前飾板、固定環、基板及びレンズを取り付けた状態でのV−V線断面図である。 第２のセンサ支持部材を取り付ける前の第１のセンサ支持部材と回転検出センサの斜視図である。 第２のセンサ支持部材を取り付けた後の第１のセンサ支持部材と回転検出センサの斜視図である。 第１のセンサ支持部材に回転検出センサを取り付ける状態を示す部分断面図である。 第２のセンサ支持部材を取り付けた後の部分断面図である。

以下、本発明の実施形態を、図面を参照して説明する。この実施の形態では、レンズ交換式カメラに用いるレンズ鏡筒として、単焦点レンズの例をあげて説明する。本発明の実施形態に係るレンズ鏡筒は、図示しないデジタル一眼カメラ本体のレンズマウントに装着されて使用される。

図１〜図５を用いて本発明の実施形態に係るレンズ鏡筒の概要を説明する。図１は本発明の実施形態に係るレンズ鏡筒の固定環側から見た外観斜視図であり、図２はバヨネット側から見た外観斜視図である。図３はレンズ鏡筒の固定環の正面図である。図４は、レンズ鏡筒の前飾板、固定環、基板及びンズを取り外した状態でのIV−IV線断面図である。図５は、図４において、前飾板、固定環、基板及びレンズを取り付けた状態でのV−V線断面図である。図５には、光軸Ｌが一点鎖線で示される。以下、光軸Ｌに平行な方向を光軸方向、被写体を撮影する際の被写体側を前側、反対側を後方とする。なお、本実施形態において操作環はフォーカスリングであり、操作環の回転に応じてレンズが光軸方向に直進案内されることによりレンズ鏡筒のフォーカシング用のレンズが合焦位置に移動される。

図１〜図５に示すように、レンズ鏡筒１０は、レンズＬ１〜Ｌ４を保持する鏡筒本体５０と、鏡筒本体５０に外装される外装環２０と、鏡筒本体５０の外周に遊嵌され、鏡筒本体５０に対して周方向に回転可能に保持される操作環３０と、鏡筒本体５０に固定される固定環４０と、鏡筒本体５０に固定され、外装環２０およびマウント部１１０を保持する継環１２０とを備える。

図５に示すように、操作環３０において、後方の鏡筒本体５０側の内周側寸法を拡大して第１段部３０ａが形成され、前方の固定環４０側の内周側寸法を拡大して第２段部３０ｂが形成され、さらに後方の鏡筒本体５０側の外周側寸法を縮小して第３段部３０ｆが形成されている。第１段部３０ａは鏡筒本体５０の受部５０ａと当接し、第２段部３０ｂは固定環４０の後端部４０ａと当接している。すなわち、操作環３０は、第１段部３０ａから第２段部３０ｂまでの部分が、鏡筒本体５０の受部５０ａと固定環４０の後端部４０ａとの間に挟持されることにより周方向に回転可能に保持され、鏡筒本体５０と操作環３０と固定環４０とは、光軸Ｌ方向において、隣接する環とのみ径方向で重なり合っている。すなわち操作環３０は、第１段部３０ａから操作環３０の後端部３０ｃまでの部分が鏡筒本体５０と重なりあう一方、第２段部３０ｂから操作環３０の前端部３０ｄまでの部分が固定環４０と重なり合っている。なお、鏡筒本体５０のフランジ部５０ｂと操作環３０との間には、弾性を有するＯリング２００が設けられており、操作環３０の安定保持と適度な摩擦擦動によって操作感覚の向上が図られている。また、継環１２０を介して鏡筒本体５０に固定される外装環２０は、光軸Ｌと平行方向において操作環３０の第３段部３０ｆまで延出し、操作環３０の後端部３０ｃからＯリング２００、鏡筒本体５０の外周面までの部分を覆って保護及び外観向上の役割を果たしている。

本実施形態では、外装環２０と操作環３０と固定環４０の３つの環が同時に重なり合う箇所がなく、図５において光軸Ｌに直交するIV−IV線においては、レンズ鏡筒１０の外形は操作環３０のみで形成される。操作環３０は固定環４０及び鏡筒本体５０に接触しており、固定環４０及び鏡筒本体５０の外周面に対して摺動可能である。後述するように、操作環３０を光軸Ｌ回りに回転操作することにより、フォーカシング用の第４のレンズ群Ｌ４を光軸Ｌに沿って進退させてフォーカス動作を行う。

固定環４０の被写体側である前端部には環状凹部４１が凹設され、この環状凹部４１には光軸Ｌを中心とする環状の前飾板４３が固着される。前飾板４３は固定環４０と同じ材料により形成され、その前側端面には、光軸Ｌを中心とする環状の複数の溝４４が形成される。固定環４０の環状凹部４１には、固定環４０を鏡筒本体５０に固定するための３つのビス穴４２が形成される。各ビス穴４２は周方向に均等に離間しており、本実施形態では、各ビス穴４２は周方向に１２０°の間隔で配置されている。

本実施形態では後方から順に、外装環２０と操作環３０と固定環４０とによってレンズ鏡筒１０の筒状の外形が形成され、その内部には鏡筒本体５０と、鏡筒本体５０に取り付けられた４つのレンズ群Ｌ１〜Ｌ４やレンズ鏡筒１０の制御のための各種の制御部品が収容される。操作環３０の内周側に形成される筒状の内側の空間には、制御部品として、例えば、後述する第４のレンズ群Ｌ４を駆動するためのモータ１００や、操作環３０の回転を検出するための回転検出センサ６０が収容され、回転検出センサ６０に接続される第１のフレキシブル基板７１及びその他の電子部品（図示せず）に接続される第２のフレキシブル基板７２を操作環３０の円周方向に配置してその他の電子部品を配置し、操作環３０の内部に収容する。このように、本実施形態では操作環３０の厚み方向（光軸Ｌと平行方向）及び内周側の空間を有効利用しており、外装環２０と操作環３０と固定環４０とによってレンズ鏡筒１０の外形を形成することにより、レンズ鏡筒１０の小径化を図っている。

レンズ鏡筒１０は、筒状の外形の内部に、鏡筒本体５０と、バヨネット式のマウント部１１０と、継環１２０と、４つのレンズ群Ｌ１〜Ｌ４と、光軸Ｌを中心軸とする筒状の支持枠１３１〜１３３と、回転検出センサ６０と、センサ支持部材８０、９０と、モータ１００を備える。マウント部１１０は、図示しないカメラ本体のレンズマウントに着脱可能に設けられる。図４に示すように、センサ支持部材８０、９０は、鏡筒本体５０の外周面の円周方向において、回転検出センサ６０が配置される円弧領域のみに設けられた円弧状の部材であり、回転検出センサ６０を操作環３０の内周面に対向するように支持する。

モータ１００は、鏡筒本体５０の外周面に配設される。本実施の形態ではステッピングモータが用いられる。モータ１００は、図４に示す第２のフレキシブル基板７２に電気的に接続されている。モータ１００にはシャフト１０１が直接接続される。シャフト１０１の他端側はリードスクリュ部１０２が形成されており、モータ１００の回転軸心はねじ軸心となっている。リードスクリュ部１０２には、ナット１０３が噛合される。

回転検出センサ６０は、操作環３０の回転方向、回転量及び回転速度を検知するために用いられる。本実施形態では２つの透過型フォトインタラプタが用いられており、操作環３０の内周に形成された凸状の被検出部３１の通過を検知することにより操作環３０の回転方向、回転量及び回転速度を検知する。

レンズ群Ｌ１〜Ｌ４は、レンズ鏡筒１０の前方から後方にかけて光軸Ｌに沿って配設される。第１及び第２のレンズ群Ｌ１、Ｌ２は鏡筒本体５０に支持される第１の支持枠１３１によって支持される。鏡筒本体５０の内周側には絞りとシャッタ（いずれも図示せず）を制御するシャッタユニット１３４が配設される。鏡筒本体５０の後端部には、第２の支持枠１３２が配設される。第２の支持枠１３２は、第３のレンズ群Ｌ３を支持する。第３のレンズ群Ｌ３は、継環１２０の内周側に位置し、鏡筒本体５０に支持される。

マウント部１１０の内周側には、フォーカシング用の第４のレンズ群Ｌ４を支持する第３の支持枠１３３が配設される。第３の支持枠１３３は、モータ１００に一体に設けられるリードスクリュ部１０２に噛合するナット１０３に接続される。

操作環３０を回転操作すると、回転検出センサ６０は凹部６１を通過する操作環３０の凸状の被検出部３１の通過を検知することにより操作環３０の回転方向、回転量及び回転速度を検知する。回転検出センサ６０で検知された信号は、回路基板上に実装されたマイクロプロセッサ（いずれも図示せず）に入力され、操作環３０の回転方向、回転量及び回転速度に応じてモータ１００が駆動制御される。そして、モータ１００のリードスクリュ部１０２によりモータ１００の回転運動を光軸Ｌ方向の直線運動に変換する。モータ１００の回転量に応じて、ナット１０３とナット１０３に接続された第３の支持枠１３３と第４のレンズ群Ｌ４は、光軸Ｌに沿って共に直進案内される。

次に、図６〜９を用いて回転検出センサ６０と、回転検出センサ６０を支持するセンサ支持部材８０、９０について説明する。図６は、第２のセンサ支持部材９０を取り付ける前の第１のセンサ支持部材８０と回転検出センサ６０の斜視図である。図７は、第２のセンサ支持部材９０を取り付けた後の第１のセンサ支持部材８０と回転検出センサ６０の斜視図である。図８は、第１のセンサ支持部材８０に回転検出センサ６０を取り付ける状態を示す部分断面図である。図９は、第２のセンサ支持部材９０を取り付けた後の部分断面図である。

回転検出センサ６０は、はんだ付けにより第１のフレキシブル基板７１に直接取り付けられる。第１のフレキシブル基板７１において、回転検出センサ６０を取り付ける取付位置７１ａは、回転検出センサ６０を第１のセンサ支持部材８０に嵌め込んだ後、押さえ易くするために他よりも厚く形成されている。

図６に示すように、第１のセンサ支持部材８０は円弧状の部材であり、ビス止めにより鏡筒本体５０に固定される（図４参照）。第１及び第２の端部８１、８２にビス止め用の孔部８１ａ、８２ａおよび嵌合溝８１ｂ、８２ｂが形成される。第１のセンサ支持部材８０の中央部には突部８３が形成され、突部８３には回転検出センサ６０を嵌め込むための貫通孔８４が形成される。

図７に示すように、第２のセンサ支持部材９０は円弧状の部材であり、突起９１ａ、９２ｂを第１のセンサ支持部材８０の嵌合溝８１ｂ、８２ｂに挿入させて、第１のセンサ支持部材８０に取り付け、第１のセンサ支持部材８０との間で第１のフレキシブル基板７１を挟持する。第２のセンサ支持部材９０の第１の端部９１はビス止め用の孔部が形成されておらず、第１のセンサ支持部材８０の第１の端部８１に重ならない。これに対し、第２のセンサ支持部材９０の第２の端部９２はビス止め用の孔部９２ａが形成されており、第１のセンサ支持部材８０の第２の端部８２に重なり、ビスによって固定される（図４参照）。第２のセンサ支持部材９０には第１のフレキシブル基板７１を押さえるための押さえ部９０ａが形成される。

回転検出センサ６０を鏡筒本体５０に取り付けるためには、まず、第１のセンサ支持部材８０の貫通孔８４に、第１のフレキシブル基板７１に取り付けた回転検出センサ６０をそれぞれ挿入して遊嵌させた状態とし、次に第１のセンサ支持部材８０を図８のＸ方向、つまり鏡筒本体５０の前方側から後方に向かうように挿入し、鏡筒本体５０の壁面に当て付け、孔部８１ａをビス５２によって固定する。

鏡筒本体５０に第１のセンサ支持部材を取り付けた後、操作環３０を鏡筒本体５０の前方から嵌め込む。図８、９に示すように、本実施形態では、径方向で、鏡筒本体５０のシャッタユニット１３４が収容される部分の周壁面５０ｃ、つまり、鏡筒本体５０の外周面であって操作環３０の内周面に対向する面から被検出部３１の内周側端部までの距離ｈ１、周壁面５０ｃから回転検出センサ６０上端部６０ｂまでの距離ｈ２、周壁面５０ｃから第１のセンサ指示部材８０の内周側底部までの距離ｈ３としたときに、ｈ１＞ｈ２＞ｈ３の関係となっている。また、回転検出センサ６０の凹部の深さｌ１は、被検出部３１の長さｌ２よりも若干短い（ｌ１＜ｌ２）。このため、操作環３０の内周側に突出している被検出部３１が回転検出センサ６０に干渉しないので、操作環３０を容易鏡筒本体にはめ込むことができる。また、ｈ２＞ｈ３の関係から、回転検出センサ６０は、第１のセンサ支持部材８０から外れずに貫通孔８４に案内されて、径方向に進退可能な状態に保持される。

図９に示すように、第２のセンサ支持部材９０を図９のＸ方向に挿入する。第２のセンサ支持部材９０の挿入に伴って、第１のフレキシブル基板７１及び回転検出センサ６０がＹ方向、つまり、鏡筒本体５０の周壁面５０ｃから操作環３０の内周面へ向けて貫通孔８４に案内されて押し上げられ、回転検出センサ６０の凹部６１が被検出部３１と対向して、被検出部３１の通過を検出可能な位置まで進出する。そして、第２のセンサ支持部材９０の突起９１ａ、９２ｂが第１のセンサ支持部材８０の嵌合溝８１ｂ、８２ｂに嵌合し、第１のセンサ支持部材６０との間に第１のフレキシブル基板７１を挟持する。このようにして、第２のセンサ支持部材９０は、鏡筒本体５０の外周面から操作環３０の内周面に向けて、回転検出センサ６０を付勢して固定する。その後、第１のセンサ支持部材８０と、第２のセンサ支持部材９０とを、図４に示すようにビス５１によってビス止めする。基板３５を取り付けた後に固定枠４０を取り付け、図示しないビスによりビス止めする。その後、固定枠４０に前飾板４３を貼付け、外装環２０も取り付ける。

以上示したように、本実施形態に係るレンズ鏡筒のセンサ取付構造によれば、鏡筒本体の外周面の円周方向に円弧状のセンサ支持部材を一部にのみ設ける構成であるため、レンズ鏡筒の小径化を図ることが可能となる。また、回転検出センサを外周の一部にのみ設けるため、回転検出センサがレンズ鏡筒の外形に影響を与えることなく、レンズ鏡筒の小径化を図ることが可能となる。

また、センサ支持部材が、回転検出センサが操作環の内周面に対向するように支持することにより、回転検出センサの支持が容易である。更に、鏡筒本体に回転検出センサ等の電子部品が全て取り付けられた形状であるため、レンズ鏡筒の外形を構成する固定枠等を外すと全ての電子部品が露出する。このため、レンズ鏡筒が小径であっても組立てが容易となる。

更に、本実施形態では、外装環と操作環と固定環とによってレンズ鏡筒の筒状の外形が形成され、その内部には鏡筒本体と、鏡筒本体に取り付けられたレンズ群やレンズ鏡筒の制御のための各種の制御部品が収容される空間が確保される。このように、本実施形態では操作環等の外形を形成する環の厚み方向及び内周側の空間の有効利用により、レンズ鏡筒の小径化が可能となる。

１０ レンズ鏡筒
２０ 外装環
３０ 操作環
４０ 固定環
５０ 鏡筒本体
６０ 回転検出センサ（検出センサ）
７１ 第１のフレキシブル基板
８０ 第１のセンサ支持部材
９０ 第２のセンサ支持部材
１００ モータ
１１０ マウント部
Ｌ 光軸
Ｌ１〜Ｌ４ レンズ群

Claims (4)

1. レンズを保持する鏡筒本体と、
   前記鏡筒本体の外周側に配置され、前記鏡筒本体に対して周方向に回転可能に保持される操作環と、
   前記鏡筒本体の外周面に設けられ、前記操作環の操作状態を検知する検出センサと、
   前記検出センサを支持するセンサ支持部材とを備え、
   前記センサ支持部材は、前記鏡筒本体の外周面の円周方向において、前記検出センサが配置される円弧領域のみに設けられた円弧状の部材であり、前記検出センサを前記操作環の内周面に対向するように支持し、前記検出センサが嵌合される第１のセンサ支持部材と、前記第１のセンサ支持部材に嵌合されることにより、前記鏡筒本体の外周面から前記操作環の内周面に向けて前記検出センサを付勢する第２のセンサ支持部材を備える
   ことを特徴とするレンズ鏡筒のセンサ取付構造。
2. 前記検出センサはフレキシブル基板に接着されており、
   前記第１のセンサ支持部材と前記第２のセンサ支持部材は、前記フレキシブル基板を挟持することを特徴とする請求項１に記載のレンズ鏡筒のセンサ取付構造。
3. 前記検出センサはフォトインタラプタであり、
   前記操作環の内周に等間隔で複数個形成された凸片状の被検出部の通過を検知することにより前記操作環の回転方向と回転量を検知することを特徴とする請求項１に記載のレンズ鏡筒のセンサ取付構造。
4. 前記操作環は焦点調節のために手動操作されるフォーカスリングであり、前記フォトインタラプタによって検出される前記操作環の回転方向および回転量に応じて前記レンズが光軸方向に直進案内されることを特徴とする請求項３に記載のレンズ鏡筒のセンサ取付構造。
   
   

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